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导语

大家好，我是智能仓储物流技术研习社的社长，老K。立体库堆垛机是在仓储物流自动化领域中最经典的应用，一直长盛不衰。如何将堆垛机做的更快、更高、更强，且需要化更深的工服去研究。本篇带你了解点不一样的内容。

堆垛机分类

按照立柱数目分为：单立柱，双立柱，四立柱等；

按照载货工位分为：单载货台，双载货台等；

按照货叉类型分为：单伸，双伸等；

按照运行形式分为：直道，转弯等；

堆垛机发展趋势

堆垛机属于托盘立库系统的老大哥，主要应用于工厂物流。工厂用户的需求主要体现在三个方面：存储密度，吞吐量，定制化。因此，为了满足用户的需求，更高，更快，更强成为了堆垛机发展的方向。

1、存储密度——更高——防摇

为了满足客户对于存储密度的需求，在同等占地面积下存储更多的物品，货架越来越高，堆垛机的高度也随之从常规的20米发展到40米。对于堆垛机设备厂商而言，立柱的晃动会影响堆垛机取放托盘的精度，因此防摇成为必须要解决的问题。

堆垛机的防摇是一个很难解决的问题，因为载货台的高度不确定，货物的重量不确定，等众多因素叠加在一起，导致堆垛机立柱每次晃动的幅度与频率无法确定。可见，通过S曲线等形式是无法从根本上解决堆垛机立柱的晃动问题。

目前国内有部分厂家采用在天轨上加电机的形式来解决摇晃的问题。从硬件角度来看，这种形式成本高，布线复杂等。从电气控制角度来看，负荷分配，主从控制都是比较难解决的问题。而且这种方式从本质上来说，无法保证堆垛机在停止后立柱处于垂直状态。可见这并不是最优的选择。

其实这件事情可以交给驱动器来实现，通过驱动器内部的算法，在不影响堆垛机工作效率，不需要更多的硬件投入的情况下，通过防摇的功能包来解决堆垛机的防摇问题。如此一来，硬件设计和电气调试都变得简单，同时设备维护及故障处理都更便捷。

2、吞吐量——更快——双驱

要想提高托盘立库系统的吞吐量，除了合理的流程规划外，还要提高每一个单体设备的工作效率。对于堆垛机这种设备工艺而言，其每次作业运行方向行走的距离相比于提升方向要远很多，因此缩短运行方向的定位时间，成为了提高堆垛机单机工作效率的首选。

要想缩短运行方向的定位时间，就需要更大的速度和加速度。堆垛机运行方向通常采用钢轮和钢轨，通过钢轮与钢轨间的摩擦获得前进的动力。对于这种材质而言，其摩擦系数较小。随着设备长时间运行，金属与金属长时间的摩擦，其接触面就会越来越光滑，能给运行方向提供动力的摩擦力也就越来越小。

同时更大的加速度，就需要更大的动力，选择更大功率的电机来提供更大的输出扭矩。一方面随着电机功率的增大，电机的体积也随之增大，不易于安装，另一方面，为了减小电机体积，就会考虑使用伺服电机，硬件成本随之增高。即使电机扭矩达到了，由于摩擦力不足，还会出现轮子打滑的问题。

运行方向采用双电机驱动可以很好的解决上述的问题，一方面双驱可以提供更大的摩擦力，另一方面根据负荷分配，电机的功率也随之变小，易于安装。但是另一个问题又随之而来，双驱电机采用哪种主从控制形式呢？

转矩同步可以保证前后两个轮子出力的一致性，但是由于堆垛机立柱在加减速过程的前后倾倒，前后轮轨道接触面不同等因素，会导致两个轮子的刚性连接不稳定，有出现从动轮飞车的风险。长期运行下来可能出现的现象就是运行钢轮与钢轨磨损严重。

速度同步可以保证主从两个电机的轴输出转速一致，但是由于加工精度以及长时间运行磨损程度不同，前后轮子的轮径就会不同，这样无法保证前后两个轮子的线速度一致性。同时由于两个驱动有独立的速度环，无法保证两者的出力一致性，会有电机较劲的情况。长期运行下来，可能会出现电机发热等现象。

位置同步一方面硬件投入成本高，另一方面对于堆垛机的机构与运行环境很难实现。

一拖二的形式是把两个电机等效为一个电机模型，用一台驱动器来进行控制，前后两个驱动的同步性完全靠机械结构来保证，无法通过电气来实现负荷平衡分配。同时变频器的功率较大，体积较大，不易于安装，成本更高。

对于转弯堆垛机的应用场景我们还要考虑更多的因素，比如弯内与弯外的速度差，出力方向不一致等因素。

综上所述，若要实现高速堆垛机，一种可靠的主从控制方案是必须要解决的问题。选择可方案可靠，经验成熟与案例丰富的产品厂家就尤为关键。

3、定制化——更强——性能

轻量化

轻量化是堆垛机非常好的一个方向，降低堆垛机的质量会有很多好处，更低的机械成本，更小的电机功率，等等。

低噪音

如何做到与众不同？降低堆垛机运行的噪音是吸引用户眼球极好的选择。

低能耗

通过回馈电网或者超级电容的形式，一方面可以省掉制动电阻，另一方面可以达到节能的效果，是高端市场竞争的有力武器。

超高速

当加速度要求超过一定数值后，通过双驱和更改材质已经无法满足动力的需求，此时我们就要变更机械结构，不能再通过轮子与轨道的摩擦形式来提供运行动力。

货架自学习

货架自学习目前成为很多堆垛机设备厂商交流过程中所被提及的话题，也许几年后，该功能将会成为国内堆垛机的标准配置。

安全性

按照EN的安全标准，操作人员进入巷道是一件危险的事情，安全门，安全急停，安全光栅等安全产品在国内的使用还比较少，若想走出国门，安全是必不可少的一本护照。

全能性

随着堆垛机应用的领域越来越广，面对不同行业，不同产品，不同需求，上的了厅堂，下的了厨房，成为了对堆垛机最基本的要求。

智能性

如何做到脱颖而出，与众不同，在激烈的市场竞争中立于不败之地？聪明伶俐的堆垛机，客户没有拒绝的理由。

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